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测试基因改造食物

Overview

资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

基因改造食品一直有争议的问题,由于辩论关注健康和环境安全。本实验演示技术理解的如何食品 DNA 基因识别,允许在受教育决定制作有关安全和潜在危险的使用转基因改性生物 (GMOs) 食品供应。

聚合酶链反应 (PCR) 用于放大食品 DNA 来测试食物产品中的转基因 DNA 的存在。用凝胶电泳拉通过 3%琼脂糖凝胶,浓度足够密集的分离 DNA 含有转基因的 DNA 的乐队的 DNA 提取的食品检测到存在特异性的 DNA 条带。几个控件在电泳过程中用于确保从测试食品 (植物底漆),成功地提取 DNA 和基因提供已知的两个例子修改 DNA (购买转基因的 DNA) 和非转基因 DNA (购买经认证的非转基因食品控制)。

Principles

聚合酶链反应 (PCR) 标识已经被插入到转基因植物的 DNA 序列。与蛋白质,DNA 是一种相对稳定的分子,因此 DNA 片段可以被隔离从高度加工的货物,足以完好无损,pcr 扩增。遗传工程师使用只有少量的调控序列 (启动子和终结器序列) 来控制插入的基因的表达,所以这些序列共同对转基因作物的绝大多数。在此过程中确定的两个序列是最常见的调控序列,其中合酶 (NOS) 终结者基因的农杆菌介导和花椰菜花叶病毒 (CaMV) 35S 启动子基因的两个。

聚合酶链反应涉及到重复的周期,每个模板变性、 和组成的引物退火,退火引物延伸Taq DNA 聚合酶。一旦从食物中提取 DNA,热循环用于快速操作温度,导致 PCR 周期的阶段。

当样品迅速加热到 94 ° C,导致 dna 分离时发生变性阶段。快速冷却到 59 ° C 允许引物退火到分离的 DNA 链,然后加热到Taq DNA 聚合酶延长的引物,使每个 DNA 链的完整副本和完成一个热循环 72 ° C。

然后可以通过琼脂糖凝胶电泳法分离 DNA 的可见识别 35S 启动子基因和 NOS 终止与运行扩增的 DNA。扩增的 DNA 被加载到另一端的凝胶,井使用有助于权衡下采样以防止溶解入缓冲区中,周围的购买的加载染料。加载染料还提供视觉,所以 DNA 的运动可以看到在电泳技术在染料"战场"。电泳过程通过使用电流分离成阴极和阳极的结束工作。DNA 加载到接近会议厅,阴极侧一端凝胶和负电荷的 DNA 被吸引到了阳极室和通过琼脂糖被拉扯。大序列的 DNA (碱基对的数目增加) 不能一样轻松地通过琼脂糖和将分离出来早,虽然规模较小的序列能够沿着往阳极结尾凝胶传播得更远。

染色的过程有助于通过绑定到 DNA 以添加背景凝胶和 DNA 为更好地可视化的结果,银行之间的对比。使用提供的每个测试凝胶可以分析存在或缺乏 35S 启动子和 NOS 终结者基因的 DNA 序列的不同规格的已知的位置。

控件用于以确保正确提取 DNA 并提供测试食物样本进行比较。购买的工厂底漆被添加到每个样品提供核酸共同所有的植物。这允许 DNA 提取过程中,质量控制检查,因为任何植物中提取的 DNA 应扩大与此引物在 PCR 过程中,应该也看到在凝胶电泳完毕后。作为阳性对照,35S 和 NOS 基因购买底漆用于提供 DNA 带胶基因改造。如果转基因阳性模板控制并不健全,还有一个问题与 PCR 反应和从测试食品转基因阴性结果不能被信任。认证的非转基因食品产品也是购买和使用作为阴性对照显示时没有转基因的材料是目前分离 DNA 的样子。

Procedure

1.从食品样品中 DNA 提取

  1. 每个使用转让吸管或 200 1,000 µ L 可调音量微管吸吮 2 螺旋帽管添加 500 µ L 的购买 PCR 混合矩阵。与之间每个分装均匀混合的 PCR 矩阵吸管吸管向上和向下。
  2. 标签一螺旋帽管"非转基因"和其他"测试"。
  3. 称出 0.5 g 认证的非转基因食品,放入砂浆。
  4. 添加 2.5 毫升的蒸馏水和磨碎用杵 2 分钟,形成浆料。
  5. 添加另一个 2.5 毫升的蒸馏水和继续用杵研磨,直到浆变得不够平滑,吸管。
  6. 吸管 50 µ L 地面泥浆对螺旋帽筒内装 500 µ L PCR 预混料的标记为"非转基因"使用 50 µ L 标记上毕业的吸管。回顾一下管。
  7. 重复步骤 1.3-1.6 准备测试食品样品。
  8. 吸管 50 µ L 地面测试食品泥浆对螺旋帽管的标记为"测试"。回顾一下管。
  9. 涡非转基因食品和试验食品 PCR 管 1 分钟和地方管在 95 ° C 水浴 5 分钟。如果没有涡是可用的几次轻弹管混合前放置在水浴中。
  10. 将管放在离心机为 5 分钟。固体颗粒应形成底部的管。如果 5 分钟后,再一次为 2 分钟的时间间隔,直到颗粒形成离心机不形成颗粒。
  11. 可以立即用于 PCR 管,或存于冰箱 1 周。

2.设置 PCR 反应

  1. 数字 PCR 管 1 — — 6 和最初的他们。数字应对应于表 1中列出的以下管内容。
  2. 将每个标记的 PCR 管放置在带盖打开的微细管持有人。
  3. 为每个添加使用新鲜的提示,添加 20 微升向每个 PCR 管表示对表 1的底漆。帽管。
  4. 每个管使用新鲜的提示,添加 20 微升的向每个 PCR 管,一定要只从上清液吸管和避免固体颗粒在管底部表示对表 1的 DNA 样本。
  5. 每个 DNA 样本吸取到相应的 PCR 管后,用移液管 DNA 和底漆用枪吹打混轻轻向上和向下;回顾一下管。
  6. PCR 管置于热循环中,程序的循环:
    初始的变性: 1 周期在 94 ° C 为 2 分钟。
    放大: 40 周期在 94 ° C 1 分钟 (变性),59 ° C (退火),1 分钟和 2 分钟 (扩展) 72 ° C。
    最后一次延长: 1 周期为 10 分钟,72 ℃。
    举行: 4 ° C 无限期。

3.3%琼脂糖凝胶制备

  1. 使用实验室或美纹胶带、 安全地开放端粒胶盘磁带。确保磁带密封的纸盒,防止熔琼脂糖中漏出来的边缘。
  2. 称出 3g 的琼脂糖凝胶成 250 毫升或更大的锥形瓶。
  3. 添加 1 x TAE 缓冲区 (购买或准备从精矿) 100 毫升。
  4. 磁热板用搅拌棒,加热烧杯,直到琼脂糖完全溶解在缓冲区中,解决方案把水煮沸,得一清二楚。或者,将烧杯放在烤箱和加热 30 s 间隔,用搅拌棒拌每 10 s,重复,直到沸腾混合物和轮流明确可以使用一台微波炉。
  5. 转化成 250 毫升瓶作为回流,防止琼脂溶液蒸发开幕 50 毫升锥形瓶。
  6. 允许琼脂溶液冷却到 60 ° C,并倒入每个录音的胶盘 30-50 毫升。
  7. 将凝胶梳子放入凹槽打造凝胶井的第一双。
  8. 允许凝胶完全冷却前删除磁带和梳子。凝胶将巩固和从明确转阴天时准备好,大约 10-20 分钟。

4.的 PCR 产物电泳

  1. 放置在一个凝胶托盘上的预制的 3%琼脂糖凝胶或用已被用于铸造浇的 3%琼脂糖凝胶电泳凝胶托盘。
  2. 凝胶托架滑入电泳室井接近阴极 (黑色) 结束。
  3. 倒入分庭,足够有 2 毫米的缓冲胶盘上方 1 x TAE 缓冲区。
  4. PCR 管得到的热循环和微管的持有人的地方。
  5. 每次使用新鲜针提示,添加的加载染料 (LD) 对每个样本的购买橙 G 10 微升,拌匀。
  6. 负荷 20 微升的分子量标尺和每个样品到顺序凝胶 20 微升表示 (表 2)。
  7. 在 100 V 运行 30 分钟凝胶电泳。
  8. 从分庭和幻灯片的凝胶,从纸盒中取出删除凝胶托盘。将凝胶放在染色的托盘。
  9. 沉浸在购买 DNA 凝胶染色为 5 分钟,仔细地震动盘帮助分发整个凝胶染色的凝胶。
  10. 将凝胶转移到清洗容器和冲洗用自来水 (40-55 ° C) 为大约 10 s。
  11. 为获得最佳效果下轻轻摇动每 6 分钟的温暖自来水中洗 3 x destain。如有必要,继续脱色在温暖的水中,直到达到所需的对比度。
管数 底漆 Dna 样本
1 20 微升植物底漆 (绿色) 20 微升非转基因食品控制 DNA
2 20 微升转基因底漆 (红色) 20 微升非转基因食品控制 DNA
3 20 微升植物底漆 (绿色) 20 微升测试食品 DNA
4 20 微升转基因底漆 (红色) 20 微升测试食品 DNA
5 20 微升植物底漆 (绿色) 20 微升转基因阳性对照 DNA
6 20 微升转基因底漆 (红色) 20 微升转基因阳性对照 DNA

表 1。列表中的适当管数字、 引物和 DNA 样本。

1 井 样本 1 非转基因食品控制与植物引 20 微升。
2 井 样本 2 非转基因食品控制与转基因引 20 微升。
3 井 样本 3 测试食物与植物引 20 微升。
4 井 示例 4 测试食品与转基因引 20 微升。
5 井 示例 5 转基因阳性 DNA 与植物引 20 微升。
6 井 示例 6 转基因阳性 DNA 与转基因引 20 微升。
7 井 聚合酶链反应分子量标尺 20 微升。
8 井 请留空。

表 2。适当的顺序加载到凝胶 20 微升的分子量标尺和每个样本的 20 微升。

Results

脱色后, 凝胶可以分析看测试食物车道 (表 3),以确定是否为 35S 启动子和 NOS 终结者基因 DNA 乐队目前在凝胶上的已知位置。这种凝胶置于紫外线灯箱可以帮助提供增加的对比度 (图 1)。另外,凝胶可以放在白色或黄色的纸,以提供背景形成对比,以突出显示 DNA 带 (图 2)。

Figure 1
图 1。显示分隔带的 DNA destained 的凝胶。琼脂糖凝胶上紫外线灯箱后琼脂糖凝胶电泳。

Figure 2
图 2。图为 35S 启动子和 NOS 终止 DNA 的已知位置。在车道 5 200 bp 乐队的存在与否指示检测食品中含有转基因生物。

车道 1:非转基因食品植物引物 455 bp
车道 2:非转基因食品与转基因引 没有乐队
车道 3:与植物引物的检测食品 455 bp
车道 4:测试食品与转基因引 200 bp 或没有乐队
5 巷:用植物引转基因阳性模板 455 bp
巷 6:用转基因引转基因阳性模板 200 bp
车道 7:聚合酶链反应分子量标尺 1,000、 700、 500、 200、 100 bp

表 3。聚合酶链反应样品带大小 (碱基对 (bp))。

Application and Summary

聚合酶链反应 (PCR) 用于放大 DNA,使 DNA 宽范围的实验室测试。在粮食作物的遗传修饰使用的测试现在可能与 PCR 是确定转基因生物检测所存在或缺席的 DNA 序列的一个区域。通常情况下,作物被转基因赋予反对自然威慑到理想的收益率,例如害虫 (图 3)、 疾病、 干旱条件下 (图 4) 等优点。通过从一个不同的物种中遗传物质插入作物植物的 DNA,得到了好处,因为潜在的人类健康和环境风险方面已与使用转基因生物。一个环境的关注是转基因 DNA 通过授粉过程,可能会导致转基因 DNA 进入的作物基因组打算作为非转基因生物出售无意中交换的能力。

Figure 3
图 3。幼虫的科罗拉多甲虫,吞噬的马铃薯叶子。

Figure 4
图 4。玉米因干旱。

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0:00

Overview

1:41

Principles of Identifying Genetically Modified Foods using PCR

4:44

Extraction of DNA from Food Samples

6:35

Setting up PCR

7:30

Electrophoresis of PCR Products

9:07

Results

10:10

Applications

12:15

Summary

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